EP3404681B1 - Elément amovible de coupure d'un courant électrique et appareil électrique de coupure d'un courant électrique comprenant un tel élément amovible de coupure - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a removable electrical cut-off element for an electrical cut-off device.
- the invention also relates to an electrical device for cutting an electrical current comprising such a removable switching element.
- each removable element is connected to the connection pads of the electrical appliance and its role is to selectively interrupt the flow of an electric current between these pads.
- each removable element comprises separable electrical conductors whose movement is controlled by a dedicated actuator between an open position and a closed position with respect to the fixed electrical contacts to interrupt or, respectively, allow the passage of electric current.
- Such removable elements have the advantage of being interchangeable and therefore of being easy to replace during maintenance operations or in the event of malfunctions.
- the invention more particularly intends to remedy, by proposing a removable element for cutting an electric current for an electrical switching device, this removable element having improved sealing with respect to the gases of cut.
- the housing comprises a first part and second part distinct from each other, the first housing part comprising the first bottom plate, the second housing part comprising the second bottom plate and receiving the movable bridge, the first and second housing parts being separable from one another.
- the first and second housing parts are separable and include complementary fasteners for securing the first and second housing parts to one another.
- the sealing of these walls is improved as well as the sealing of the isolation walls. Cut-off gas leaks are therefore limited. Thanks to this good seal, the cut-off gases are preferably evacuated by means of the evacuation channels, and the risk of an electric current looping back outside the removable element is thus reduced.
- the invention relates to an electrical device for cutting an electric current comprising a base comprising one or more housings and a removable element for cutting an electric current, intended to be received in one of the housings of the base, so that the fixed electrical contacts of the removable cut-off element are electrically connected to connection pads of the cut-off device, the removable cut-off element being as described above.
- the figure 1 shows an electrical device 2 for cutting an electric current, such as an industrial contactor.
- the electrical device 2 is for example intended to be connected to an electrical supply line of an electric motor.
- the function of the electric device 2 is to selectively interrupt an electric current flowing through one or more current conductors, for example a polyphase alternating electric current.
- the electrical device 2 here comprises a base 4, for example intended to be installed in an electrical panel, and one or more removable elements 6 for cutting an electric current, here called “cut-off bulbs".
- Each removable element 6 is suitable for interrupting an electric current, for example an electric phase of a polyphase current.
- the electrical device 2 also comprises a controllable actuator, not illustrated, intended to be received on a front face of the base 4 to control the removable elements 6.
- the electrical device 2 is adapted to interrupt a three-phase current comprising three electrical phases, and is therefore adapted to accommodate three removable elements 6, each associated with one of these electrical phases.
- the base 4 here comprises housings 8, 8 'and 8 ", three in number and identical to each other, each adapted to receive a removable element 6.
- the housings 8, 8' and 8" are for this purpose of complementary shape. to that of removable elements 6.
- the housings 8, 8 'and 8 are here separated two by two by partition walls 10 which are preferably made of an electrically insulating material, such as a plastic material.
- the partition walls 10 here comprise grooves 12 for guide the insertion of the removable element 6.
- the number of removable elements 6 can be different.
- the base 4 is then adapted accordingly.
- the removable elements 6 are identical to one another.
- the removable element 6 is shown received inside the housing 8.
- the removable element 6 comprises a housing formed of a first part 20 and a second part 22. These first and second parts 20, 22 are here distinct and separable from one another, as explained in more detail. in the following.
- the first part 20, also called the front part, comprises a first bottom plate 24, which forms an essentially flat front face 26 of the removable element 6.
- the front face 26 is provided with a through window 28.
- the front part 20 further comprises connection terminals 30, fixed on the base plate 24 and which are intended to be connected to the electrical connection pads of the device 2, so as to connect the removable element 6 to a electrical circuit.
- These terminals 30 are here two in number and are electrically isolated from one another.
- terminals 30 extend from the inside of the front part 20, towards the outside thereof, and are kept fixed to the connection pads by means of retaining screws 32. These terminals 30 include contacts. fixed electrical 34, which are intended to cooperate with movable electrical contacts 36 of the removable element 6. These fixed contacts 34 are here received inside the front part 20.
- the front part 20 has an oblong shape extending along a longitudinal axis Z.
- the Z axis corresponds here to a vertical direction when the removable element 6 is received inside the base 4.
- the two terminals 30 extend parallel to this Z axis.
- X an axis perpendicular to the front face 26 and to the longitudinal axis Z of the front part 20.
- Y a transverse axis of the front part 20, this transverse axis Y being perpendicular to the axes X and Z.
- the front part 20 here comprises side walls 38 which extend parallel on either side of a longitudinal median plane of the front part 20, perpendicular to the Y axis.
- the side walls 38 are here provided with recesses side 46.
- the front part 20 comprises upper 40 and lower 42 walls, which extend parallel to a transverse median plane parallel to the X and Y axes.
- These walls 40 and 42 here carry fasteners 44, the role of which is described in more detail in the following.
- the rear part 22 of the housing comprises a second bottom plate 50, which here forms an essentially flat rear face 52 of the removable element 6.
- the rear part 22 is received inside the volume 48 of the front part 20.
- the bottom plates 24 and 50 are then opposed and face each other with the other.
- the front 20 and rear 22 parts are reversibly separable from one another, preferably when the removable element 6 is located outside the base 4. This allows in particular an operator examining the electrical contacts 34, 36 in order to assess their wear, for example during preventive maintenance operations.
- parts 20 and 22 may be permanently welded to each other.
- the rear part 22 has an oblong shape which extends along a longitudinal axis Z '.
- X ' an axis perpendicular to the axis "Z'” and to the rear face 52.
- Y ' a transverse axis which extends perpendicularly to the axes X' and Z '.
- the Z and Z ′ axes coincide with one another. The same goes for the X and X 'axes as well as for the Y and Y' axes.
- the rear part 22 comprises the movable contacts 36. These movable contacts 36 are here two in number and are electrically connected to one another.
- the movable contacts 36 are arranged opposite the corresponding fixed contacts 34.
- the movable contacts 36 are selectively and reversibly movable relative to the fixed contacts 34, between an open position and a closed position, distinct from one another. This movement is here carried out in translation in a direction of movement parallel to the axis X '.
- each of the contacts 34 and 36 are remote from each other and are thus electrically isolated from each other by the ambient air.
- each of the contacts 34 is in contact with a corresponding movable contact 36, allowing the passage of an electric current between the two terminals 30.
- the rear part 22 comprises a movable contact carrier 54 which is movable in translation along the axis X 'relative to the bottom plate 50.
- This movable contact carrier 54 comprises a member of grip 56 as well as an electrically conductive element 58, commonly referred to as a movable point, here in the form of a plate, which connects the movable contacts 36 with one another.
- the gripping member 56 is intended to be mechanically coupled with the actuator of the switching device 2, to drive the displacement of the contacts.
- movable 36 between the open and closed positions. In the assembled configuration of the removable element 6, the window 28 allows the passage of the gripping member 56.
- the movable contact holder 54 comprises a body of electrically insulating material which is integral with the element 58 and on which the gripping member 56 is mounted.
- the gripping member 56 is here a screw head.
- the movable contact carrier 54 also comprises an elastic return member 60, such as a helical spring, arranged to exert a return force on the movable bridge 58, in the direction of movement X ', so as to return the movable contacts. 36 to the open position when no force is exerted by the device actuator 2.
- an elastic return member 60 such as a helical spring, arranged to exert a return force on the movable bridge 58, in the direction of movement X ', so as to return the movable contacts. 36 to the open position when no force is exerted by the device actuator 2.
- the movable contacts 36 are here arranged on either side of the movable bridge 58 along the axis Z ', this movable bridge 58 occupying a central position within the rear part 22.
- the rear part 22 also comprises fasteners 62, which are intended to cooperate with the fasteners 44 carried by the front part 20. These fasteners 44, 62 allow the parts 20 to be joined together. and 22 reversibly.
- the parts 20 and 22 are easily separable from each other by an operator, for example to visually check the interior of the removable element 6, then can be just as easily reassembled with each other. . This facilitates the maintenance of the removable element 6 and of the electrical appliance 2.
- the members 44 and 62 provide a snap fastening.
- the member 44 is here a female member, such as an orifice, while the member 62 is a male member, such as a deformable hook, here formed integrally with the bottom plate 50.
- the members 44 and 62 are respectively male and female members.
- the rear part 22 also comprises a guide portion 64 which allows the translational movement of the movable bridge 54 in the direction of movement X '.
- the guide portion 64 is here formed at the level of side walls 66 of the rear part 22.
- the side walls 66 extend here on either side of the movable contact carrier 54 in directions parallel to the axes X 'and Z. '.
- the side walls 66 are received in the side recesses 46. It is therefore understood that the shape of the side walls 66 and of the side recesses 46 are chosen so as to be complementary.
- the side walls 66 are here of planar shape and comprise an oblong opening 68, or window 68, extending along the axis X ′ and forming a guide rail.
- the opening 68 is delimited by edges 70 which form a stop limiting the movement of the movable contact carrier 54 along the axis X 'with a predefined stroke.
- the movable contact holder 54 comprises hooks 72 which are received inside the opening 68.
- These hooks 72 comprise for example an inclined edge 73 intended to facilitate their insertion into the opening 68.
- the bottom plate 50 also includes a channel 74 for evacuating the cutoff gases.
- the function of the channel 74 is to allow the cooling of the cut-off gas and to ensure its escape to the outside of the removable element 6.
- the second bottom plate 50 advantageously contains at least one cutoff gas discharge channel 74, which fluidly connects an inlet orifice, opening out inside the front part 20, to an outlet orifice, opening out. outside the case.
- the interior of the front part 20 corresponds here to the face of the bottom plate 50 which is turned away from the rear face 52, ie which is turned towards the front part 20 when the assembly 6 is in the configuration. Assembly.
- This discharge channel 74 may include a baffle, not illustrated, intended to lengthen the path of the cutoff gas so as to promote its cooling.
- the channel 74 opens onto an exterior face of the base plate 50.
- the base plate 50 comprises one or more inlet orifices of this channel 74, as explained below.
- the rear part 22 also includes isolation walls 80. These walls 80 extend from the bottom plate 50, here in the direction X '. These insulating walls 80 at least partially surround the electrical contacts 36. In this example, the insulating walls 80 are two in number, each surrounding one of the movable contacts 36. The insulating walls 80 are here arranged apart. either side of the mobile bridge 54. In this example, the walls 80 are identical and are arranged symmetrically with respect to the movable bridge 54.
- Each insulation wall 80 delimits a volume forming an interrupting chamber around the corresponding movable contact 36.
- the height of the isolation walls 80, measured parallel to the axis X ', is greater than or equal to the stroke of the movable bridge 54 along the axis X'.
- the evacuation channel 74 here comprises an inlet orifice in each of these interrupting chambers.
- the bottom plate 50 can also include several channels 74 each having an inlet orifice associated with only one of the interrupting chambers.
- the isolation walls 80 are here each at least partly formed by a part 82, called a “blowing part”, attached to the bottom plate 50.
- the bottom walls 80 are entirely formed by the part 82, so that what is described with reference to these isolation walls 80 also relates to part 82.
- the blowing part 82 is made of a magnetic material, for example a ferromagnetic metal, and its function is to promote the blowing, that is to say the extinction, of an electric arc which forms at the contact. mobile 36 corresponding.
- the part 82 exerts a magnetic field which guides the electric arc towards a particular zone of the interrupting chamber.
- Each blowing part 82 here has a U-shape. More precisely, the base of this part 82 here has a U-shape, the part 82 extending by translation from this base parallel to the axis X ′.
- the part 82 comprises two opposite identical lateral partitions which are placed on either side of the corresponding movable contact 36, extending perpendicularly to the Y 'axis and parallel to the X' and Z 'axes and therefore perpendicular to the plate of bottom 50.
- These side partitions are interconnected by a curved partition rising parallel to the axis X 'and which forms a bottom 83 of the U-shape of the part 82.
- the side partitions also have edges of. end, located opposite the curved partition and extending parallel to the axis X '. In what follows, the “end edges” of the side walls of the part 82 correspond to the end edges of the corresponding isolation wall 80.
- the housing of the removable element 6 also comprises protective walls 84, which at least partially cover the inner faces of the isolation walls 80, here at the level of the opposite side partitions.
- the term “interior faces” denotes the faces of the isolation walls 80 which are turned towards the corresponding movable contact 36. These interior faces correspond here to the interior faces of the side partitions of the room 82.
- these walls 84 extend over the entire height of the walls 80, this height being here defined along the axis X '.
- protection walls 84 serve in particular to protect the insulation walls, and therefore the parts 82, against damage caused by the electric arc.
- the protective walls 84 are formed integrally with the bottom plate 50. For example, they belong to one and the same part produced by molding.
- a protective wall 84 extends along each side wall of a part 82.
- Part 22 therefore has four walls 84 here.
- the protective walls 84 are made of a gas-generating material.
- gas-generating material denotes a material which generates a cooling gas, such as hydrogen, when this material is brought to a high temperature, for example a temperature greater than or equal to 800 ° C.
- the cooling gas generated by the gas-generating material promotes the extinction of the electric arc.
- the gas-generating material is here a synthetic material, such as a polyamide, for example a polyamide of the PA 6.6 type, preferably enriched with glass fibers.
- the protective walls 84 include a folded edge 86 which covers and surrounds the end edges of the isolation wall 80 over their entire height. More precisely, each edge 86 is formed integrally with the corresponding wall 84, and extends beyond the internal face of the side wall, extending in a folded manner relative to the latter, so to cover part of the external face of this isolation wall 80. In this example, as the end edges extend parallel to the axis X ', then the folded edges 86 surround the latter around a direction parallel to the X 'axis.
- the folded edges 86 improve the efficiency of the protective walls 84. In particular, they further improve the seal against cut-off gases.
- the tightness of these protective walls 84 is improved as well as the tightness of the isolation walls 80, in particular at the junction between the insert 82 and the base plate 50.
- the risk of uncooled cut-off gases leaking out of the cut-off chamber and spilling into the device 2 is limited.
- the cut-off gases are evacuated through the evacuation channels 74, and are therefore better cooled. This limits the risk of looping back an electric current outside the removable element 6. The safety and reliability of the device 2 are therefore improved.
- the protective walls 84 are formed integrally with the bottom plate 50, they are manufactured at the same time as the bottom plate 50, for example during the same molding operation.
- the rear part 22 is therefore simpler to manufacture than if these protective walls 84 were produced by fixing attached parts to the base plate 50.
- the removable element 6 is therefore simpler to manufacture industrially.
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Description
- L'invention concerne un élément amovible de coupure électrique pour un appareil électrique de coupure. L'invention concerne également un appareil électrique de coupure de courant électrique comprenant un tel élément amovible de coupure.
- On connaît des appareils électriques pour couper un courant électrique, tels que des contacteurs, qui comportent un ou plusieurs éléments amovibles de coupure insérés dans des logements d'une embase de l'appareil. Ces éléments amovibles sont parfois connus sous le nom d'ampoule de coupure. Un tel élément amovible est, par exemple, décrit dans
FR 2 999 790 EP 2 936 529 A1 . - Généralement, chaque élément amovible est connecté à des plages de connexion de l'appareil électrique et a pour rôle d'interrompre sélectivement la circulation d'un courant électrique entre ces plages. Pour ce faire, chaque élément amovible comporte des conducteurs électriques séparables dont le déplacement est commandé par un actionneur dédié entre une position ouverte et une position fermée par rapport aux contacts électriques fixes pour interrompre ou, respectivement, autoriser le passage du courant électrique.
- De tels éléments amovibles ont pour avantage d'être interchangeables et donc d'être faciles à remplacer lors d'opérations de maintenance ou en cas de dysfonctionnements.
- Toutefois, ces éléments amovibles connus ne donnent pas entière satisfaction. En particulier, lorsque les contacts électriques sont séparés alors qu'un courant électrique circule, il apparaît un arc électrique entre ces contacts. L'arc électrique ionise l'air ambiant et génère des gaz de coupure, qui doivent être refroidis et évacués hors de l'élément de coupure, par l'intermédiaire de canaux d'évacuation spécialement ménagés à cet effet. Certains éléments amovibles connus présentent à cet égard une étanchéité qui n'est pas suffisante, ce qui peut engendrer des fuites de gaz de coupure insuffisamment refroidi et qui favorise des réamorçages non souhaités entre les plages de connexion. La sécurité de l'appareil de coupure s'en trouve alors amoindrie.
- C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention, en proposant un élément amovible de coupure d'un courant électrique pour un appareil électrique de coupure, cet élément amovible présentant une étanchéité améliorée vis-à-vis des gaz de coupure.
- A cet effet, l'invention concerne élément amovible de coupure d'un courant électrique, comprenant :
- un boîtier comprenant une première plaque de fond et une deuxième plaque de fond opposées entre elles ;
- des contacts électriques fixes, solidaires de la première plaque de fond ;
- des contacts électriques mobiles déplaçables par rapport aux contacts électriques fixes, ces contacts mobiles étant portés par un porte-contact mobile déplaçable en translation par rapport à la deuxième plaque de fond
- des parois d'isolement qui s'étendent autour des contacts électriquement mobiles depuis la deuxième plaque de fond et selon une direction perpendiculaire à la deuxième plaque de fond, et
- des parois de protection qui recouvrent au moins partiellement des faces intérieures des parois d'isolement, ces parois de protection étant formées d'un seul tenant avec la deuxième plaque de fond.
- Le boîtier comporte une première partie et deuxième partie distinctes l'une de l'autre, la première partie de boîtier comprenant la première plaque de fond, la deuxième partie de boîtier comportant la deuxième plaque de fond et recevant le pont mobile, les première et deuxième parties de boîtier étant séparables l'une de l'autre.
- Les première et deuxième parties de boîtier sont séparables et comportent des organes de fixation complémentaires pour solidariser les première et deuxième parties de boîtier l'une avec l'autre.
- Grâce à l'invention, en formant les parois de protection d'un seul tenant avec la deuxième plaque de fond, on améliore l'étanchéité de ces parois ainsi que l'étanchéité des parois d'isolement. Les fuites de gaz de coupure sont donc limitées. Grâce à cette bonne étanchéité, les gaz de coupure sont préférentiellement évacués par le biais des canaux d'évacuation, et on réduit ainsi le risque de rebouclage d'un courant électrique à l'extérieur de l'élément amovible.
- Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel élément amovible peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement admissible :
- Les parois de protection comportent des bords repliés qui entourent les d'extrémité des parois d'isolement selon la direction perpendiculaire à la deuxième plaque de fond.
- La deuxième partie de boîtier comporte une portion de guidage qui autorise le déplacement en translation du porte-contact mobile, la portion de guidage comportant à cet effet une fenêtre rectiligne et ménagée dans une paroi latérale de la première partie de boîtier et comportant au moins un crochet porté par le pont mobile, ce crochet étant inséré dans la fenêtre.
- Les parois de protection sont réalisées dans un matériau gazogène.
- La deuxième plaque de fond contient au moins un canal d'évacuation des gaz de coupure, qui raccorde fluidiquement un orifice d'entrée, débouchant dans un volume délimité par les parois d'isolement à l'intérieur du boîtier, à un orifice de sortie, débouchant à l'extérieur du boîtier.
- Les parois de protection s'étendent sur toute la hauteur des parois d'isolement, selon la direction perpendiculaire à la deuxième plaque de fond.
- Les parois d'isolement sont au moins en partie formées par une pièce de soufflage rapporté sur la deuxième plaque de fond.
- Selon un autre aspect, l'invention concerne un appareil électrique de coupure d'un courant électrique comprenant une embase comportant un ou plusieurs logements et un élément amovible de coupure d'un courant électrique, destiné à être reçu dans un des logements de l'embase, de sorte à ce que les contacts électriques fixes de l'élément amovible de coupure soient raccordés électriquement à des plages de connexion de l'appareil de coupure, l'élément amovible de coupure étant tel que décrit précédemment.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation d'un élément amovible de coupure donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 est une représentation schématique, selon une vue en perspective, d'un appareil électrique de coupure comportant un élément amovible de coupure conforme à l'invention ; - la
figure 2 est une représentation schématique, dans une vue en coupe longitudinale, de première et deuxième parties de l'élément amovible de coupure de lafigure 1 séparées l'une de l'autre ; - la
figure 3 est une représentation schématique, selon une vue éclatée et en perspective, de l'élément électrique de coupure desfigures 1 et2 ; - la
figure 4 est une représentation schématique, selon une vue éclatée et en perspective, d'une deuxième partie de l'élément amovible de coupure desfigures 1 à 3 ; - la
figure 5 est une représentation schématique, selon une vue de face, de la deuxième partie de boîtier de l'élément amovible de coupure de lafigure 4 . - La
figure 1 représente un appareil électrique 2 de coupure d'un courant électrique, tel qu'un contacteur industriel. L'appareil électrique 2 est par exemple destiné à être connecté à une ligne électrique d'alimentation d'un moteur électrique. - L'appareil électrique 2 a pour fonction d'interrompre sélectivement un courant électrique circulant au travers d'une ou de plusieurs conducteurs de courant, par exemple un courant électrique alternatif polyphasé.
- L'appareil électrique 2 comporte ici une embase 4, par exemple destinée à être installée dans un tableau électrique, et un ou plusieurs éléments amovibles 6 de coupure d'un courant électrique, ici nommés « ampoules de coupure ». Chaque élément amovible 6 est adapté pour interrompre un courant électrique, par exemple une phase électrique d'un courant polyphasé.
- L'appareil électrique 2 comporte également un actionneur commandable, non illustré, destiné à être reçu sur une face avant de l'embase 4 pour commander les éléments amovibles 6.
- Dans cet exemple illustratif, l'appareil électrique 2 est adapté pour interrompre un courant triphasé comportant trois phases électriques, et est donc adapté pour accueillir trois éléments amovibles 6, chacun associé à une de ces phases électriques.
- L'embase 4 comporte ici des logements 8, 8' et 8", au nombre de trois et identiques entre eux, chacun adapté pour recevoir un élément amovible 6. Les logements 8, 8' et 8" sont à cet effet de forme complémentaire à celle des éléments amovibles 6.
- Les logements 8, 8' et 8" sont ici séparés deux à deux par des parois de séparation 10 qui sont de préférence réalisées en un matériau électriquement isolant, tel qu'une matière plastique. Les parois de séparation 10 comportent ici des rainures 12 pour guider l'insertion de l'élément amovible 6.
- En variante, le nombre d'éléments amovibles 6 peut être différent. L'embase 4 est alors adaptée en conséquence.
- Pour simplifier la
figure 1 , un seul exemplaire de l'élément amovible 6 est illustré. Dans cet exemple, les éléments amovibles 6 sont identiques entre eux. L'élément amovible 6 est illustré reçu à l'intérieur du logement 8. - Comme illustré aux
figures 2 et3 , l'élément amovible 6 comporte un boîtier formé d'une première partie 20 et d'une deuxième partie 22. Ces première et deuxième parties 20, 22 sont ici distinctes et séparables l'une de l'autre, comme expliqué plus en détail dans ce qui suit. - La première partie 20, aussi dite partie avant, comporte une première plaque de fond 24, qui forme une face avant 26 essentiellement plane de l'élément amovible 6. La face avant 26 est pourvue d'une fenêtre traversante 28.
- La partie avant 20 comporte en outre des terminaux de raccordement 30, fixés sur la plaque de fond 24 et qui sont destinés à être raccordés à des plages de connexion électrique de l'appareil 2, de manière à connecter l'élément amovible 6 à un circuit électrique. Ces terminaux 30 sont ici au nombre de deux et sont isolés électriquement l'un de l'autre.
- Par exemple, les terminaux 30 s'étendent depuis l'intérieur de la partie avant 20, vers l'extérieur de celle-ci, et sont maintenus fixés aux plages de connexion au moyen de vis de maintien 32. Ces terminaux 30 comportent des contacts électriques fixes 34, qui sont destinés à coopérer avec des contacts électriques mobiles 36 de l'élément amovible 6. Ces contacts fixes 34 sont ici reçus à l'intérieur de la partie avant 20.
- Dans cet exemple, la partie avant 20 présente une forme oblongue s'étendant suivant un axe longitudinal Z. L'axe Z correspond ici à une direction verticale lorsque l'élément amovible 6 est reçu à l'intérieur de l'embase 4. Par exemple, les deux terminaux 30 s'étendent parallèlement à cet axe Z.
- On note « X » un axe perpendiculaire à la face avant 26 et à l'axe longitudinal Z de la partie avant 20. On note « Y » un axe transversal de la partie avant 20, cet axe transversal Y étant perpendiculaire aux axes X et Z.
- La partie avant 20 comporte ici des parois latérales 38 qui s'étendent parallèlement de part et d'autre d'un plan médian longitudinal de la partie avant 20, perpendiculairement à l'axe Y. Les parois latérales 38 sont ici pourvues d'évidements latéraux 46.
- En outre, la partie avant 20 comporte des parois supérieure 40 et inférieure 42, qui s'étendent parallèlement à un plan médian transversal parallèle aux axes X et Y. Ces parois 40 et 42 portent ici des organes de fixation 44, dont le rôle est décrit plus en détail dans ce qui suit.
- On note « 48 » le volume intérieur délimité par les parois 38, 40 et 42 de la partie avant 20.
- Comme illustré aux
figures 2 à 5 , la partie arrière 22 du boîtier comporte une deuxième plaque de fond 50, qui forme ici une face arrière 52 essentiellement plane de l'élément amovible 6. - Dans une configuration assemblée de l'élément amovible 6, la partie arrière 22 est reçue à l'intérieur du volume 48 de la partie avant 20. Les plaques de fond 24 et 50 sont alors opposées et se font face l'une avec l'autre.
- Dans ce mode de réalisation, les parties avant 20 et arrière 22 sont séparables l'une de l'autre de façon réversible, de préférence lorsque l'élément amovible 6 se trouve en dehors de l'embase 4. Cela permet notamment à un opérateur d'examiner les contacts électriques 34, 36 afin d'évaluer leur usure, par exemple lors d'opérations de maintenance préventive.
- En variante, toutefois, les parties 20 et 22 peuvent être soudées l'une à l'autre de façon permanente.
- La partie arrière 22 présente une forme oblongue qui s'étend selon un axe longitudinal Z'. A la
figure 3 , on note « X' » un axe perpendiculaire à l'axe « Z' » et à la face arrière 52. On note en outre « Y' » un axe transversal qui s'étend perpendiculairement aux axes X' et Z'. - Dans la configuration assemblée de l'élément amovible 6, les axes Z et Z' sont confondus entre eux. Il en va de même pour les axes X et X' ainsi que pour les axes Y et Y'.
- La partie arrière 22 comporte les contacts mobiles 36. Ces contacts mobiles 36 sont ici au nombre de deux et sont connectés électriquement l'un avec l'autre.
- Dans la configuration assemblée de l'élément amovible 6, les contacts mobiles 36 sont disposés en regard des contacts fixes 34 correspondants. Les contacts mobiles 36 sont sélectivement et réversiblement déplaçables par rapport aux contacts fixes 34, entre une position ouverte et une position fermée, distinctes l'une de l'autre. Ce déplacement est ici réalisé en translation selon une direction de déplacement parallèle à l'axe X'.
- Dans la position ouverte, les contacts électriques 34 et 36 sont éloignés l'un de l'autre et sont ainsi isolés électriquement l'un de l'autre par l'air ambiant. Dans la position fermée, chacun des contacts 34 est en contact avec un contact mobile 36 correspondant, autorisant le passage d'un courant électrique entre les deux terminaux 30.
- Pour assurer ce déplacement, dans cet exemple, la partie arrière 22 comporte un porte-contact mobile 54 qui est déplaçable en translation selon l'axe X' par rapport à la plaque de fond 50. Ce porte-contact mobile 54 comporte un organe de préhension 56 ainsi qu'un élément 58 électriquement conducteur, communément nommé point mobile, ici en forme de plaquette, qui raccorde les contacts mobiles 36 l'un avec l'autre.
- L'organe de préhension 56 est destiné à être couplé mécaniquement avec l'actionneur de l'appareil de coupure 2, pour entraîner le déplacement des contacts mobiles 36 entre les positions ouverte et fermée. Dans la configuration assemblée de l'élément amovible 6, la fenêtre 28 permet le passage de l'organe de préhension 56.
- Par exemple, le porte-contact mobile 54 comporte un corps en matière électriquement isolante qui est solidaire de l'élément 58 et sur lequel est monté l'organe de préhension 56. L'organe de préhension 56 est ici une tête de vis.
- Le porte-contact mobile 54 comporte également un organe de rappel élastique 60, tel qu'un ressort hélicoïdal, agencé pour exercer une force de rappel sur le pont mobile 58, selon la direction de déplacement X', de manière à ramener les contacts mobiles 36 vers la position ouverte lorsqu'aucune force n'est exercée par l'actionneur de l'appareil 2.
- A titre d'exemple illustratif, les contacts mobiles 36 sont ici disposés de part et d'autre du pont mobile 58 selon l'axe Z', ce pont mobile 58 occupant une position centrale au sein de la partie arrière 22.
- Dans ce mode de réalisation, la partie arrière 22 comporte également des organes de fixation 62, qui sont destinés à coopérer avec les organes de fixation 44 portés par la partie avant 20. Ces organes de fixation 44, 62 permettent de solidariser ensemble les parties 20 et 22 de façon réversible.
- Ainsi, les parties 20 et 22 sont facilement séparables l'une de l'autre par un opérateur, par exemple pour contrôler visuellement l'intérieur de l'élément amovible 6, puis peuvent être tout aussi facilement réassemblées l'une avec l'autre. Cela facilite la maintenance de l'élément amovible 6 et de l'appareil électrique 2.
- Par exemple, les organes 44 et 62 assurent une fixation par encliquetage. L'organe 44 est ici un organe femelle, tel qu'un orifice, alors que l'organe 62 est un organe mâle, tel qu'un crochet déformable, ici formé d'un seul tenant avec la plaque de fond 50. En variante, les organes 44 et 62 sont respectivement des organes mâle et femelle.
- Dans cet exemple, la partie arrière 22 comporte également une portion de guidage 64 qui autorise le déplacement en translation du pont mobile 54 la direction de déplacement X'.
- La portion de guidage 64 est ici formée au niveau de parois latérales 66 de la partie arrière 22. Les parois latérales 66 s'étendent ici de part et d'autre du porte-contact mobile 54 selon des directions parallèles aux axes X' et Z'.
- Dans la configuration assemblée, les parois latérales 66 sont reçues dans les évidements latéraux 46. On comprend donc que la forme des parois latérales 66 et des évidements latéraux 46 sont choisies de façon à être complémentaires.
- Les parois latérales 66 sont ici de forme plane et comportent une ouverture oblongue 68, ou fenêtre 68, s'étendant selon l'axe X' et formant un rail de guidage. L'ouverture 68 est délimitée par des bords 70 qui forment une butée limitant le déplacement du porte-contact mobile 54 selon l'axe X' avec une course prédéfinie.
- De façon complémentaire, le porte-contact mobile 54 comporte des crochets 72 qui sont reçus à l'intérieur de l'ouverture 68. Ces crochets 72 comportent par exemple un bord incliné 73 destiné à faciliter leur insertion dans l'ouverture 68.
- La plaque de fond 50 comporte également un canal 74 d'évacuation des gaz de coupure. Le canal 74 a pour fonction de permettre le refroidissement de gaz de coupure et d'assurer son échappement vers l'extérieur de l'élément amovible 6.
- De façon connue, lors de la séparation des contacts électriques 34 et 36 en présence d'un courant électrique, il apparaît un arc électrique qui ionise l'air ambiant, donnant naissance à un gaz de coupure. Ce gaz de coupure présente une température élevée et doit, de préférence, être refroidi avant son rejet à l'extérieur de l'ensemble 6. En effet, ce gaz de coupure est électriquement conducteur lorsqu'il est chaud. S'il est rejeté hors de l'élément amovible 6 sans être suffisamment refroidi, il peut faire courir un risque de rebouclage du courant électrique, c'est-à-dire un court-circuit, entre les plages de connexion de l'appareil 2, ce qui est dangereux et n'est évidemment pas souhaitable.
- Ainsi, la deuxième plaque de fond 50 contient avantageusement au moins un canal 74 d'évacuation des gaz de coupure, qui raccorde fluidiquement un orifice d'entrée, débouchant à l'intérieur de la partie avant 20, à un orifice de sortie, débouchant à l'extérieur du boîtier. L'intérieur de la partie avant 20 correspond ici à la face de la plaque de fond 50 qui est tournée à l'opposé de la face arrière 52, i.e. qui est tournée vers la partie avant 20 lorsque l'ensemble 6 est dans la configuration assemblée.
- Ce canal d'évacuation 74 peut comporter un chicanage, non illustré, destiné à allonger la trajectoire du gaz de coupure de façon à favoriser son refroidissement.
- Par exemple, le canal 74 débouche sur une face extérieure de la plaque de fond 50. La plaque de fond 50 comporte un ou plusieurs d'orifice d'entrée de ce canal 74, comme expliqué dans ce qui suit.
- La partie arrière 22 comporte également des parois d'isolement 80. Ces parois 80 s'étendent depuis la plaque de fond 50, ici selon la direction X'. Ces parois d'isolement 80 entourent au moins partiellement les contacts électriques 36. Dans cet exemple, les parois d'isolement 80 sont au nombre de deux, chacune entourant un des contacts mobiles 36. Les parois d'isolement 80 sont ici disposées de part et d'autre du pont mobile 54. Dans cet exemple, les parois 80 sont identiques et sont disposés de façon symétrique par rapport au pont mobile 54.
- Chaque paroi d'isolement 80 délimite un volume formant une chambre de coupure autour du contact mobile 36 correspondant. De préférence, la hauteur des parois d'isolement 80, mesurée parallèlement à l'axe X', est supérieure ou égale à la course du pont mobile 54 selon l'axe X'.
- Le canal d'évacuation 74 comporte ici un orifice d'entrée dans chacune de ces chambres de coupure. En variante, la plaque de fond 50 peut également comporter plusieurs canaux 74 possédant chacun un orifice d'entrée associé à une seule des chambres de coupure.
- Comme illustré aux
figures 4 et 5 , les parois d'isolement 80 sont ici chacune au moins en partie formées par une pièce 82, dite « pièce de soufflage », rapportée sur la plaque de fond 50. Dans cet exemple, les parois de fond 80 sont entièrement formées par la pièce 82, de sorte que ce qui est décrit en référence à ces parois d'isolement 80 se rapporte également à la pièce 82. - La pièce de soufflage 82 est réalisée en un matériau magnétique, par exemple un métal ferromagnétique, et a pour fonction de favoriser le soufflage, c'est-à-dire l'extinction, d'un arc électrique qui se forme au niveau du contact mobile 36 correspondant. La pièce 82 exerce un champ magnétique qui guide l'arc électrique vers une zone particulière de la chambre de coupure.
- Chaque pièce de soufflage 82 présente ici une forme en U. Plus précisément, la base de cette pièce 82 présente ici une forme en U, la pièce 82 s'étendant par translation depuis cette base parallèlement à l'axe X'. La pièce 82 comporte deux cloisons latérales identiques opposées qui sont placées de part et d'autre du contact mobile 36 correspondant, en s'étendant perpendiculairement à l'axe Y' et parallèlement aux axes X' et Z' et donc perpendiculairement à la plaque de fond 50. Ces cloisons latérales sont reliées entre elles par une cloison recourbée s'élevant parallèlement à l'axe X' et qui forme un fond 83 de la forme en U de la pièce 82. Les cloisons latérales comportent également des bords d'extrémité, situés à l'opposé de la cloison recourbée et s'étendant parallèlement à l'axe X'. Dans ce qui suit, les « bords d'extrémité » des cloisons latérales de la pièce 82 correspondent aux bords d'extrémité de la paroi d'isolement 80 correspondante.
- Le boîtier de l'élément amovible 6 comporte également des parois de protection 84, qui recouvrent au moins partiellement les faces intérieures des parois d'isolement 80, ici au niveau des cloisons latérales opposées. Par « faces intérieures », on désigne les faces des parois d'isolement 80 qui sont tournées vers le contact mobile 36 correspondant. Ces faces intérieures correspondent ici aux faces intérieures des cloisons latérales de la pièce 82.
- De préférence, ces parois 84 s'étendent sur toute la hauteur des parois 80, cette hauteur étant ici définie selon l'axe X'.
- Ces parois de protection 84 servent notamment à protéger les parois d'isolement, et donc les pièces 82, contre des dommages causés par l'arc électrique.
- Les parois de protection 84 sont formées d'un seul tenant avec la plaque de fond 50. Par exemple, elles appartiennent à une seule et même pièce fabriquée par moulage.
- Dans cet exemple illustratif, une paroi de protection 84 s'étend le long de chaque cloison latérale d'une pièce 82. La partie 22 comporte donc ici quatre parois 84.
- De préférence, les parois de protection 84 sont réalisées en un matériau gazogène. Par « matériau gazogène », on désigne un matériau qui génère un gaz de refroidissement, tel que de l'hydrogène, lorsque ce matériau est porté à une température élevée, par exemple une température supérieure ou égale à 800°C. Le gaz de refroidissement généré par le matériau gazogène favorise l'extinction de l'arc électrique. Le matériau gazogène est ici une matière synthétique, telle qu'un polyamide, par exemple un polyamide de type PA 6.6, de préférence enrichi avec des fibres de verre.
- De façon avantageuse, les parois de protection 84 comportent un bord 86 replié qui recouvre et entoure les bords d'extrémité de la paroi d'isolement 80 sur toute leur hauteur. Plus précisément, chaque bord 86 est formé d'un seul tenant avec la paroi 84 correspondante, et s'étend au-delà de la face interne de la cloison latérale, en se prolongeant de façon repliée par rapport à celle-ci, de manière à recouvrir une partie de la face externe de cette paroi d'isolement 80. Dans cet exemple, comme les bords d'extrémités s'étendent parallèlement à l'axe X', alors les bords repliés 86 entourent ces derniers autour d'une direction parallèle à l'axe X'.
- Les bords repliés 86 améliorent l'efficacité des parois de protection 84. En particulier, ils améliorent encore plus l'étanchéité vis-à-vis des gaz de coupure.
- En formant les parois de protection 84 d'un seul tenant avec la plaque de fond 50, on améliore l'étanchéité de ces parois de protection 84 ainsi que l'étanchéité des parois d'isolement 80, notamment au niveau de la jonction entre la pièce 82 rapportée et la plaque de fond 50. De cette manière, on limite le risque que des gaz de coupure non refroidis fuient hors de la chambre de coupure et se répandent dans l'appareil 2. Au contraire, grâce à cette meilleure étanchéité, les gaz de coupure sont évacués par le biais des canaux d'évacuation 74, et sont donc mieux refroidis. Cela limite le risque de rebouclage d'un courant électrique à l'extérieur de l'élément amovible 6. La sécurité et la fiabilité de l'appareil 2 sont donc améliorées.
- Cette conception est notamment avantageuse lorsque les parties de boîtier 20, 22 sont séparables l'une de l'autre. En effet, une telle séparabilité pose des contraintes d'architecture de l'élément amovible 6, qui réduisent l'étanchéité du boîtier. L'utilisation de telles parois de protection 84 autorise donc une ouverture réversible de l'élément amovible 6 sans que cette possibilité d'ouverture n'augmente le risque de fuite des gaz de coupure.
- Du fait que les parois de protection 84 sont formées d'un seul tenant avec la plaque de fond 50, elles sont fabriquées en même temps que la plaque de fond 50, par exemple lors d'une même opération de moulage. La partie arrière 22 est donc plus simple à fabriquer que si ces parois de protection 84 étaient réalisées en venant fixer des pièces rapportées sur la plaque de fond 50. L'élément amovible 6 est donc plus simple à fabriquer industriellement.
- Les modes de réalisation et les variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation.
Claims (8)
- Elément amovible de coupure (6) d'un courant électrique, comprenant :- un boîtier comprenant une première plaque de fond (24) et une deuxième plaque de fond (50) opposées entre elles ;- des contacts électriques fixes (34), solidaires de la première plaque de fond (24) ;- des contacts électriques mobiles (36) déplaçables par rapport aux contacts électriques fixes (34), ces contacts mobiles étant portés par un porte-contact mobile (54) déplaçable en translation par rapport à la deuxième plaque de fond (50) ;le boîtier comprenant :- des parois d'isolement (80) qui s'étendent autour des contacts électriques mobiles (36) depuis la deuxième plaque de fond (50) et selon une direction (X, X') perpendiculaire à la deuxième plaque de fond (50),- des parois de protection (84) qui recouvrent au moins partiellement des faces intérieures des parois d'isolement (80), et le boîtier comporte une première partie (20) et une deuxième partie (22) distinctes l'une de l'autre, la première partie (20) de boîtier comprenant la première plaque de fond (24), la deuxième partie de boîtier (22) comportant la deuxième plaque de fond (50) et recevant le porte-contact mobile (54), les première et deuxième parties de boîtier (20, 22) étant séparables l'une de l'autre
caractérisé en ce que les parois de protection (84) étant formées d'un seul tenant avec la deuxième plaque de fond (50),
et en ce que les première et deuxième parties de boîtier (20, 22) sont séparables et comportent des organes de fixation (44, 62) complémentaires pour solidariser les première et deuxième parties de boîtier (20, 22) l'une avec l'autre. - Elément amovible de coupure (6) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois de protection (84) comportent des bords repliés (86) qui entourent les bords d'extrémité des parois d'isolement (80) selon la direction (X, X') perpendiculaire à la deuxième plaque de fond (50).
- Elément amovible de coupure (6) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie de boîtier (22) comporte une portion de guidage (64) qui autorise le déplacement en translation du porte-contact mobile (54), la portion de guidage (64) comportant à cet effet une fenêtre (68) rectiligne et ménagée dans une paroi latérale (66) de la première partie de boîtier et comportant au moins un crochet (72) porté par le porte-contact mobile (54), ce crochet (72) étant inséré dans la fenêtre (68).
- Elément amovible de coupure (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois de protection (84) sont réalisées dans un matériau gazogène.
- Elément amovible de coupure (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième plaque de fond (50) contient au moins un canal (74) d'évacuation des gaz de coupure, qui raccorde fluidiquement un orifice d'entrée, débouchant dans un volume délimité par les parois d'isolement (80) à l'intérieur du boîtier, à un orifice de sortie, débouchant à l'extérieur du boîtier.
- Elément amovible de coupure (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois de protection (84) s'étendent sur toute la hauteur des parois d'isolement (80), selon la direction (X, X') perpendiculaire à la deuxième plaque de fond (50).
- Elément amovible de coupure (6) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois d'isolement (80) sont au moins en partie formées par une pièce de soufflage (82) rapporté sur la deuxième plaque de fond (50).
- Appareil électrique (2) de coupure d'un courant électrique, comprenant :- une embase (4) comportant un ou plusieurs logements (8, 8', 8") ;- un élément amovible de coupure (6) d'un courant électrique, destiné à être reçu dans un des logements (8, 8', 8") de l'embase, de sorte à ce que les contacts électriques fixes (34) de l'élément amovible de coupure (6) soient raccordés électriquement à des plages de connexion de l'appareil de coupure ;
caractérisé en ce que l'élément amovible de coupure (6) est selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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